– Korrekt terminologi avhenger ofte av selskapet, industrien og kulturen. Standarden for terminologi og tekniske uttrykk innen additiv tilvirkning: ISO/ASTM 52900:2021 definerer generelle prinsipper og vokabular. Vi velger å holde oss til terminologien brukt i del 1 og del 2; additiv tilvirkning (AM).
Søken etter mer kunnskap og å la oss imponere av høyteknologisk innovasjon om den nyeste AM-teknologien fant sted 19. november 2024. Siden vårt forrige besøk på Formnext-messen i 2016 har messen nær tredoblet seg i størrelse. Utstillingsarealet er nå på 56 000 kvadratmeter, tilsvarende rundt 7–8 fotballbaner. Hallene er delt inn i hobbyog industridel, hvor sistnevnte segmenteres i metall-, betong- og polymerprinting.
Vi hadde på forhånd avtalt å møte Jan Tore Usken fra Norwegian AM, som tok oss med på en imponerende messesafari med state-of-the-art selskaper innen AM-maskinproduksjon og -tilvirkningstjenester.
Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM) – Store komponenter med høy presisjon
Første stopp var hos den skandinaviske paviljongen, hvor FAME (Finnish Additive Manufacturing Ecosystem) demonstrerte hvordan WAAM-teknologi muliggjør kostnadseffektiv og presis produksjon av store komponenter. Et trykktankeksempel laget av rustfritt stål med WAAM målte hele 900 mm i diameter og 1600 mm i høyde, med vekt på 300 kg.
Prosjektet, ledet av forskere fra Lappeenranta-Lahti University of Technology (LUT), i samarbeid med ANDRITZ Savonlinna Works, demonstrerte hvordan denne teknologien benytter en elektrisk lysbue for å smelte trådmateriale lagvis.
Hoveddata:
- Produksjonshastighet: Opptil 3,5 kg/time
- Strømstyrke: 120–140 A
- Spenning: 15–18 V
- Trådmaterhastighet: 7,0–8,5 m/min
- Trykktestet til: 111 bar, godt over designkravet
- Produksjonstid: 100 timer (Showcase
versjon).
WAAM demonstrerer stort potensial for sikkerhetskritiske applikasjoner innen stål-industrien.
Luftkanaler i knivblad – Enkle, men effektive innovasjoner
Knivdesign utviklet for bakeriindustrien var et annet spennende prosjekt. Brøddeig festet til knivbladet utgjorde et problem da det forsinket produksjonen.
Løsningen?
- Et knivblad med integrerte luftkanaler og
porer på 200 μm. - Skape en luftbarriere (”luftsky”) som hindrer
deigen i å feste seg. - Reduserte monteringstid og produksjonskostnader.
- Gjorde det mulig å redusere antall roboter
i produksjonslinjen fra 8 til 6!
Prosjektet, ledet av Jaap Bulsink og K3D i samarbeid med Kaak Group, vant TCT Industrial Product Application Award i 2019.
DMG MORI – Tradisjonell maskinering møter moderne AM-teknologi
En leverandør som har kombinert tradisjonell verkstedpraksis med moderne additiv teknologi er DMG MORI. Dette tyske selskapet leverer et alt-i-ett-senter, hvor både maskinering og AM-produksjon skjer på samme sted.
Innovativ 3D-printet stator for elektriske motorer
Besøket fortsetter til tyske NIKON SLM, som viser frem en banebrytende prototype på en 3D-printet stator til en elektrisk motor, produsert i både stål og kobber. Denne avanserte komponenten ble designet ved hjelp av en Computational Engineering Model utviklet av LEAP 71, med Josefine Lissner som hovedansvarlig for modellen. Produksjonen ble utført ved hjelp av en eksperimentell multimateriale metall-3D-printingprosess på en Nikon SLM-printer, utviklet av Fraunhofer IGCV.
Statoren er et resultat av et spennende samarbeid mellom LEAP 71 og Dubai Future Labs, og illustrerer hvordan AM-produksjon kan integrere elektriske og strukturelle egenskaper i én og samme komponent. Den innovative prosessen kombinerer høy presisjon og kompleksitet i designet, noe som baner vei for mer effektive og tilpassede elektriske motorer. Prosjektet demonstrerer potensial for å skape løsninger som tidligere var utenkelige med tradisjonelle produksjonsmetoder.
Se bildene for detaljer om denne imponerende teknologien: Statoren viser hvordan stål og kobber er integrert for maksimal ytelse, og hvordan Computational Engineering Models muliggjør en helt ny tilnærming til design og AM-produksjon.
ROVALMA – Revolusjonerende VAM-teknologi
En av de mest hemmeligholdte innovasjonene på messen var ROVALMA MAM®, en teknologi som bryter med tradisjonelle lagvise metoder. ROVALMA benytter en Volumetric Additive Manufacturing (VAM)-prosess, som tillater produksjon av hele volumet i én omgang, uten den vanlige lag-på-lag-oppbyggingen.
ROVALMA sitt bidrag til AM-teknologi viser at fremtiden for storskala AM kan ligge i helt nye prosessmetoder som muliggjør raskere og mer effektive produksjonsprosesser. Dette åpner opp for økt designfrihet, kostnadseffektivitet og bærekraft, samtidig som den eliminerer utfordringer knyttet til lagbinding og overflatekvalitet.
Kvalitetskontroll og maskinovervåking i AM-prosesser
Formnext har blant annet vist oss at med fremveksten av avansert AM-prosesser blir kvalitetskontroll og systemovervåking stadig viktigere. Temaer som tingenes internett (IoT), cybersikkerhet, skyløsninger, prosessovervåking og maskinhelse er i økende grad i fokus. Virtuelle varehus og blokkjede-teknologi spiller også en stadig større rolle i AM-industrien. Dette vil sikre tjenesteleverandører et visst antall produksjonsenheter hver.
De ledende leverandørene av AM-maskiner har utviklet helhetlige økosystemer og kvalitetsovervåkingssystemer for å dekke hele produksjonsprosessen. Feilprint er ikke bare en teknisk utfordring – det representerer også en betydelig økonomisk risiko.
For å redusere risikoen og sikre høy kvalitet, har avanserte sanntidssystemer blitt standard i idustriell AM. Disse systemene benytter optiske sensorer, akustiske systemer og termiske kameraer for å overvåke smeltebadets tilstand, og oppdage eventuelle defekter underveis i produksjonen.
En av de mest spennende utviklingene innen AM-kvalitetskontroll er digitale tvillinger. Dette konseptet gjør det mulig å simulere og overvåke produksjonsprosessen i sanntid, noe som gir en prediktiv tilnærming til feilretting og kvalitetskontroll.
Et annet viktig element er maskinhelseovervåking og prediktivt vedlikehold. Ved å analysere maskindata i sanntid kan slitasje og potensielle feil oppdages før de forårsaker produksjonsproblemer. IoT-integrerte systemer kan gi umiddelbare varsler dersom avvik oppdages, slik at operatørene kan handle proaktivt i stedet for reaktivt.
Materialtesting – kostnadsutfordringer og nye løsninger
Ved avansert produksjonsteknologi oppstår et økende behov for nye, rimeligere og raskere materialtestmetoder, ettersom tradisjonell materialtesting er kostbar. Årlig materialtesting for metallkomponenter kan koste opptil 500 000 Euro for en større leverandør.
For å redusere kostnadene og forbedre testeffektiviteten er Small Punch Testing (SPT) og Depth Sensing Indentation (DSI) nå i fokus. Disse metodene tilbyr:
- SPT: En liten, tynn skive av materialet utsettes for belastning for å bestemme bruddstyrke og mekaniske egenskaper med minimalt materialforbruk.
- DSI: Bruker en presisjonsmålt inntrykksdybde for å analysere materialets hardhet og elastiske respons, og gir data for beregning av strekkstyrke og elastisitetsmodul.
Disse metodene gir pålitelig informasjon om materialegenskaper uten behov for store prøvestykker (Dog bones), og reduserer kostnader og materialsvinn dramatisk sammenlignet med konvensjonell testing.
Veien videre og jakten på storskala AM
Dersom en Stålpølse på 10 tonn skulle printes, ville valget falt på 3DMX, som er en ledende aktør innen storskala AM. Disse viser at “sky is the limit” når det gjelder AM-teknologi – og vi er fortsatt bare i begynnelsen. Disse er kjent for å den 12 meter lange 3D-printede gang- og sykkelbroen i Amsterdam.
Størrelsen på Stålpølsen er nå i hendene til Stålforeningens formenn. Skal den være en håndholdt suvenir, eller skal den ruvende pryde Stålforenings messestand som et symbol på norsk ingeniørkunst? Kanskje en monumental skulptur verdig en plass i et teknologisk museum? Mulighetene er uendelige, og vi er klare for utfordringen.
Det sies at alle gode ting er tre, men er vi virkelig klare til å avslutte jakten på Stålpølsen her? Kanskje er dette ikke slutten, men snarere starten på en ny epoke?
Artikkelen er publisert i Stålbygg nr 2 – 2025
